电厂热工控制系统应用中的抗干扰技术

王平锋　汤泽煜　梁平

[摘    要]目前，各行业快速发展态势和用电需求增加，推动电厂工程规模不断发展，生产制造水平逐步提高，综合管理水平不断提高，电厂实现综合整治。但是，在电厂发展的过程中，热工控制系统的作用和管理系统也越来越复杂。值得一提的是，随着发电机组的改进，外部环境影响不断扩大，安全生产成为当前电厂业务运营的关键职责，必须促进针对抗干扰技术的研究。

[关键词]电厂热工;控制系统应用;抗干扰技术

[中图分类号]TM621.4 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）09–00–03

[Abstract]At present， the rapid development trend of various industries and the increase in electricity demand have promoted the continuous development of power plant engineering scale， slow completion of efficient operation， gradual improvement of production and manufacturing level， and continuous improvement of comprehensive management level. The power plant has achieved comprehensive renovation. However， in the process of power plant development， the role of thermal control systems and management systems have become more and more complex. It is worth mentioning that with the improvement of generator sets， the external environmental impact continues to expand， and safe production has become a key responsibility of the current power plant business operations. Research on anti-interference technologies must be promoted.

[Keywords]power plant thermal engineering; control system application; anti-interference technology

在電厂热工控制系统的过程中，如果受到抗干扰的一系列比较严重的影响，极易引发大中型安全生产事故。对此，文章对电厂热工控制系统中的抗干扰技术进行详细探讨，并简单解读几种常见的抗干扰技术及其影响的来信号，对抗干扰技术的应用进行了进一步讨论，期待协助确保电厂热工控制系统的正常运行。

1 热工控制系统干扰信号的种类

1.1 共模干扰数据信号

电厂热工控制系统对地电位差是共模干扰数据信号引起的关键感应。这种电位差影响热工控制系统的关键手段是波辐射和电网入侵。此外，累积电压多是由对地电位差引起的电厂热工控制系统数据信号路径的磁感应。共模干扰数据信号作为电厂热工控制系统的关键抗干扰，在电厂安全运行中可以合理抑制。

1.2 差模抗干扰

发电厂热工控制系统的差模抗干扰是由热工控制系统在积累和串联的过程中保温控制数据信号的相互影响而引起的。电厂热工控制系统两个顶点之间的电压受差模抗干扰的影响很大，差模影响和共模干扰通常是交叉影响的。

2 干扰主要原因

2.1 接地电阻和公共阻抗

接地电阻的标准值可以确定绝缘层可以多少。电信号的问题主要是接地电阻本身的原材料问题。热工控制系统长期也会造成接地电阻脆化，最终造成绝缘层不足而导致供电状态。这种情况很可能会对系统造成影响。共同特性阻抗是指几个控制回路的交叉性条件，不同的控制回路会相互影响。

2.2 静电感应耦合和感应耦合

热工控制系统中的电信号线遍布平行平面，其中的电容器可以为抗干扰提供安全通道。一般来说，这种效应的直接原因多是静电感应。在电信号线遍布的周边地区，一般会出现磁场，利用电导体造成相互影响，而抗干扰是根据感应电动势的变化影响热工控制系统。

2.3 天气要素

一般在温度差的标准下，特别是在雷雨天气下，电力线周围会产生非常大的场，会产生抗干扰。同时，自动控制系统本身有很多电线接头。当遇到极端温度条件时，对导线接头的影响也会对热工控制系统造成一定程度的影响。

2.4 无线设备的影响

无线网络设备在正常情况下可以自发产生无线电波。如果无线网络设备在电厂热工控制系统的自然环境中使用，会影响场地发生，而抗干扰可以通过系统的数据信号路由来影响它。在这个阶段，可以通过绕过干扰信号的方式来处理无线网络设备的影响。

3 电厂热工控制系统应用中的抗干扰技术干扰信号分析

3.1 耦合引入的干扰信号

在电厂热工控制系统中，控制数据信号的电缆总数和种类都比较多。一般在布置时采用平行平面进行布局，既保证美观大方，又便于管理、维修，但这种排序方法必须是电缆中间有很多电容器。此类电容器将成为干扰的感应安全通道，增加热工控制系统受外部干扰信号影响的概率。

3.2 漏电阻干扰信号

漏电阻是接地电阻绝缘性能差造成的。其标示值的大小是在额定工作电压下根据电容器的交流电压与漏电流之比。标示值越大，供水接地电阻供电越严重。接地电阻绝缘不良的最关键原因是绝缘材料脆化、破坏，或产品质量问题。当电信号状况发生时，会影响其他数据信号，因此对热工控制系统的形成具有一定影响。

3.3 公共阻抗干扰信号

共同特性阻抗是在两个或多个控制回路中一起应用的特性阻抗。但是，在具体应用中，当电流量以公共阻抗为基准时，在回流过程中是非常重要的。控制回路之间容易造成影响，多个电信号电路一起使用时也会产生干扰信号。因此，在设计开关电信号控制回路时，尽量减少几个电信号电路共用一个公共阻抗的现象。

3.4 耦合引入的干扰信号

所谓耦合就是电感引入的感应电流，因为所有的交流信号线周围都有交变场。如果系统电信号电路中并行处理的电导体中存在感应电动势，则会对线路中的信号会造成一定的冲击，危及热工控制系统的安全系数。

3.5 雷击等自然条件引入的干扰信号

发电厂热工控制系统中的电信号电路在雷击等外界自然条件的破坏下，不可避免地会产生非常大的抗干扰。这种干扰信号会根据热工控制系统中的导线接头引入系统，影响系统的一切正常运行，甚至对系统造成不同程度的损坏。

3.6 设备本身引入的干扰信号

在热工控制系统中，电子计算机等电气设备在通断时，会产生一定的工作电压或电流，并会产生耦合干扰信号;日常生活中的现代信息内容，如手机、录音机、平板电脑等通讯设备，在应用过程中会发出更明显的波，与波的耦合会导致耦合产生交变磁场，从而产生干扰信号。干扰信号会利用仪表设备或电力回路耦合设备，进一步影响发电厂的热工控制系统。

4 电厂热工控制系统应用中的抗干扰技术

4.1 屏蔽隔离技术

在热工控制系统的正常过程中，可选择屏蔽技术解决干扰信号，实现抗干扰。这种技术的关键原因是操纵干扰信号，使其无法进入热工控制系统，从而不会影响系统的可靠性。以某保温公司为例，为更好地保证电厂热工控制系统能够正常进行，电厂热工控制系统中屏蔽安装系统的基本建设中，应用屏蔽金属材料保护整体目标物体的结构，达到阻挡冲击的目的。值得一提的是，系统的这种屏蔽还可以抑制电流量引起的耦合噪声。也就是说，热工控制系统不仅不易受到外场的危害，同时也满足热工控制系统对精密测量精度的要求。

4.2 平衡抑制技术

除了以上几个方面，在具体应用的整个过程中，平衡抑制技术比较普遍，具有操作步骤简单方便的特点。因此，它是电厂热工控制系统中较为常见的抗干扰技术。从具体应用的角度来看，这类技术的适用性很强，其关键的基本原理是彻底解决干扰信号。最常见的方法是并联安装相同的传输线信号，达到特定效果。工作电压的影响和传输线中的干扰信号会相互抵消，完成信号头的去除。这种抗干扰技术最常用于去除场引起的干扰信号，进而对系统进行合理的阻止。例如，为了进一步提高平衡抑制技术的抗干扰能力，某保温公司选择了5类双绞线结构，安装在热工控制系统中，依托5类双绞线。不仅可以合理去除内部线路的影响，而且可以在一定程度上抑制磁场引起的干扰信号，从而保证热工控制系统的安全稳定运行。

4.3 应用物理隔离措施

物理隔离技术指使用物理隔离和阻断以多种方式屏蔽干扰信号。进而保护了系统不受干扰信号的影响，提高了电厂热工控制系统的可靠性。也可以采用物理隔离的方法，扩大传输线电阻的阻值，达到抗干扰的实际效果。在实际应用中，采用绝缘效果好的原材料，可以合理提高漏电阻的绝缘性能，防止漏电阻对其产生影响，提高电厂热工控制系统的抗干扰能力。电厂热工控制系统采用物理隔离方式抗干扰时，应注意其设置方法和相关等级的技术标準，主要关注以下几个关键点。

（1）弱电开关电信号系统和弱电系统应使用不同的连接线，因为同一线接头会造成相互影响。

（2）同种信号传输时，应将功能转移到多芯电缆上，防止不同信号传输时相互影响。

（3）自控系统、电气控制系统和防雷线接头应分开接地，避免三网信号相互影响，保证发电厂热工控制系统的可靠性。

（4）电厂热工控制系统的电缆应避免敷设在平行面上，防止输电线路之间相互影响。

（5）发电厂热工控制系统中不同类型的信号线会相互影响。因此，强信号线和弱信号线不能布设在同一根电缆中。应采用不同电缆分开传输，强信号电缆、弱信号电缆、电信号插头、干扰信号线等不同信号传输线之间的距离应尽可能大，防止相互干扰。

4.4 处理好系统干扰故障

（1）接地装置不良引起的计算机软件常见故障。主要原因是系统接地装置的电位差分布不均，造成一定的电位差，进而产生的循环系统电流，导致计算机软件无法正常运行。因此，工作人员可以使用测量仪提示连接点显示浮动状态，保证热工控制系统连接地址的设置质量，清除系统异常，以确保安全运行。

（2）由于总线耦合器切换导致维护动作错误。当母联开关的电缆具有明显的抗干扰性能时，系统会影响维护动作控制信号。可以应用五种具有实际屏蔽效果的双绞线，促进电缆线的影响改变方向，并与弱电电缆线保持相对距离，避免其对信号头的影响。控制系统。

（3）电厂绝热发电机组跳闸常见故障。由于循环系统泵房距离中央主控室较远，其控制信号受外场影响，循环泵产生电信号跳闸，进而引起保温发电机组跳闸。因此，对循环泵和中间主控室的接地保护进行合理检查，并在仿真信号中加入电容滤波控制回路，促进干扰信号的消除。

4.5 其他处理措施

在具体应用的整个过程中，除了在上述各类电厂热工控制系统应用中采用抗干扰技术外，还可以基于其他解决方案，合理放置电信号的应用。对于热电公司，工作人员必须按时测量仪器的作用。在具体检查的整个过程中，改进对接地装置电位差的操纵，进而合理改善不均匀性，防止因接地装置不良引起的系统常见故障。接地装置电位差的不均匀会引起较大的电位差，从而在热工控制系统中引起系统循环电流。值得一提的是，母联开关电缆抗干扰能力强，会出现保持姿势的情况。

要多注意接地装置的电位差，检查中央主控室、循环泵等区域地接地保护至关重要。同时选用具有屏蔽功能的五类双绞线，可以合理避免循环泵出现跳闸现象。以一家火力发电厂为例。在具体过程中，需要检验员对循环泵等区域进行检验。同时还要防止循环泵跳闸，保证弱电电缆与循环泵之间保持一定距离，防止发电机组受到损坏出现电信号跳闸故障。

5 结束语

电厂热工控制系统中的关键干扰信号是差模干扰信号和共模干扰信号。干扰信号包括耦合引入的干扰信号、漏电阻干扰信号、公共特性阻抗干扰信号、莲花耦合等。共同引入的干扰信号、雷击等自然条件引入的干扰信号、机械设备本身引入的干扰信号。现阶段，电厂采用较为常见的抗干扰技术的关键是屏蔽系统软件技术、平衡抑制技术和物理隔离技术等。在具体应用中危害抗干扰技术的关键要素是必须利用技术、人为因素、干扰信号等因素，防止因接地装置不良、母线跳闸、电力跳闸等安全事故引起的保温自控系统常见故障。选用多种抗干扰技术，提高电厂自动绝缘水平，控制系统的抗干扰性保证了电厂热工控制系统的正常稳定运行。

参考文献

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[2] 任洪波，周伟国，张琳.现场总线技术在热工控制系统中的应用[J].仪表技术，2015（2）：27，28.